CN101581758A

CN101581758A - 一种非接触卡芯片wafer级测试电路

Info

Publication number: CN101581758A
Application number: CNA2008101065262A
Authority: CN
Inventors: 赵振波; 王西国; 王海民; 李冰
Original assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Current assignee: Beijing CEC Huada Electronic Design Co Ltd
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2009-11-18

Abstract

本发明提出一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，由数字测试机PATTERN向主控MCU发送控制PATTERN，主控MCU解析控制PATTERN，根据PATTERN指示与射频信号处理电路通信，射频信号处理电路根据主控MCU指示产生相应的数据编码，然后将编码信号调制处理，产生两路调试信号(载波相位相差180度)，经过射频接口功率放大、阻抗匹配后，通过通道控制电路，被输入到WAFER级芯片的天线端口LA、LB PAD，芯片接受调制信号并返回应答信号，应答信号通过射频接口的阻抗匹配电路后，输入到射频信号处理电路，射频信号处理电路对应答信号解调、解码后输入到主控MCU，主控MCU校验后，将数据返回到数字测试机PATTERN，数字测试机通过PATTERN比较的方式判断芯片的响应信号是否正确，如果响应信号正确，则被测试芯片属于良品，反之为次品。

Description

一种非接触卡芯片WAFER级测试电路

技术领域

本发明提供了一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，主要应用于射频技术(RFID)芯片测试领域。

背景技术

在目前的芯片测试领域，使用测试机进行数字测试是相对比较容易的事情，但进行模拟射频方面的测试则相对要难的多，并且测试成本较高，这里面涉及到多个方面，例如传输阻抗、辐射、信号干扰等都变得难以控制。在13.56Mhz的高频领域，已形成了数个国际标准，有ISO14443A、ISO14443B、ISO15693，由于这些标准近期难以统一，也就自然形成了分别基于这三种标准的不同的芯片，并各自在市场上占有一席之地。这对芯片的模拟射频测试提出了新的要求，射频测试模块的设计要从成本、兼容性等方面表现出卓越的性能，才能更好的承担测试任务。

为了提高测试效率，节约测试成本，这就要求芯片测试在WAFER级能够过滤掉芯片次品，节省后续封装工序成本，并在最大程度上降低次品进入市场流通的风险。

发明内容

本发明主要是提供一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，旨在提高测试效率，节约测试成本，提高产品良率，本发明包括数字测试机PATTERN(1)、主控MCU(2)、射频信号处理电路(3)、射频接口(4)、通道控制电路(5)其测试电路方案实现如下：

由数字测试机PATTERN(1)向主控MCU(2)发送控制PATTERN，主控MCU(2)解析控制PATTERN，根据PATTERN指示与射频信号处理电路(3)通信，射频信号处理电路(3)根据主控MCU(2)指示产生相应的数据编码，然后将编码信号调制处理，产生两路调试信号(载波相位相差180度)，经过射频接口(4)功率放大、阻抗匹配后，通过通道控制电路(5)，被输入到WAFER级芯片的天线端口LA、LB PAD，芯片接受调制信号并返回应答信号，应答信号通过射频接口(5)的阻抗匹配电路(4-1)后，输入到射频信号处理电路(3)，射频信号处理电路(3)对应答信号解调、解码后输入到主控MCU(2)，主控MCU(2)校验后，将数据返回到数字测试机PATTERN(1)，数字测试机PATTERN(1)通过PATTERN比较的方式判断芯片的响应信号是否正确，如果响应信号正确，则被测试芯片属于良品，反之为次品。

设计数字测试机通信协议，编写数字测试机PATTERN；

设计主控MCU的监控程序，编译通过后将执行代码烧入主控MCU程序存储空间，该监控程序受数字测试机PATTERN控制产生与射频通信接口的通信(并行)；

设计射频信号处理电路，该电路受主控MCU控制，负责产生编码、调制、解调、解码等信号；

射频信号处理电路输出的调制信号经过射频接口电路功率放大、阻抗匹配后通过通道控制电路(5)，输入到WAFER级芯片的天线端口LA、LB PAD，芯片接受调制信号并返回应答信号；

射频信号处理电路对应答信号解调、解码后输入到主控MCU；

MCU监控程序接受射频信号处理电路的解码信号后，经过简单校验，将数据返回数字测试机PATTERN；

数字测试机通过PATTERN比较的方式判断芯片的响应信号是否正确，如果响应信号正确，则被测试芯片属于良品，反之为次品。

附图说明

图1：本发明的电路方框图

图2：程序下载接口电路板方框图

图3：射频接口电路原理图

图4：通道控制电路原理图

图5：数字测试机接口、程序下载接口电路原理图

具体实施方式

下面结合电路图对本发明详细说明，图2是程序下载接口电路板方框图，主要实现通过PC机的RS232串口对主控MCU的监控程序更新。该电路将RS232电平转换为TTL电平，以保证和主控MCU的正确接口。

图3是射频接口电路原理图，主要实现射频信号的功率放大、阻抗匹配。射频处理电路输出的射频信号经C18、R19、I9输出给三极管Q2进行一级放大，I9可改善波形，并提供直流回路。Q2、I1、R9、C20、C35共同组成一级放大电路，I1、C20、C35组成选频回路，选出所需频率，去除高次谐波，R9的作用是降低谐振回路Q值，提高稳定性。R20、R21、Q3、I2、R10、C25、C38、C39、I3、C40、C41组成功率放大输出电路，R20、R21用于匹配输入，I2、C38、C39、C25为选频回路，R10是为降低Q值，稳定输出功率。I3、C40、C41是LC网络，用于滤除高次谐波和实现与天线的阻抗匹配。两路电路对称，不再赘述。

图4是通道控制电路原理图，DIGITAL_LA、DIGITAL_LB是测试机数字通道信号，LA、LB是射频通道信号，为避免测试过程中数字通道信号和射频通道信号互相干扰，该电路的功能就是将这两个信号隔离，其中控制信号INT_C来自测试机。当进行射频信号测试时，需射频通道导通，数字通道断开；当进行数字信号测试时，需数字通道导通，射频通道断开。

图5是数字测试机接口、程序下载接口电路原理图，该接口TXD、RXD信号用于与测试机通信连接，TXDOUT、RXDIN用于主控MCU监控程序的更新。

本发明可按照如下步骤实现：

1、定义非接触卡芯片WAFER级测试电路与数字测试机的通讯时序、协议。

2、设计同步机制，为了提高测试速度，必然要求多芯片同时测试，为了使数字测试机的比对结果正确，要求各测试模块要同一时刻返回数据，本发明各个射频测试模块使用同一同步信号，该信号由数字测试机产生。

3、设计非接触卡芯片WAFER级测试电路与数字测试机接口驱动，受使用环境和数字测试机型号的限制，有时射频测试模块与数字测试机的连线较长，如果信号的驱动能力不够，误码率就会明显上升，甚至不能正常工作，本发明采用集成电路驱动接口。

4、设计主控CPU外围电路，其中包括复位电路、时钟电路、接口电路。然后设计主控MCU监控程序，在相应的编译环境下编译通过，产生可下载的执行文件。设计程序下载接口电路板，连接PC，将编译后的执行文件通过接口电路板下载到主控MCU中。

5、设计数字测试机PATTERN，该PATTERN用于控制主MCU执行相应的操作。

6、设计13.56MHZ的射频信号源，本发明需要一个高稳定度的信号源，由于发生载波和时钟，本发明采用高稳定度晶体震荡器经放大处理的信号。

7、设计射频处理电路，该电路完成所有的编码、调制、解调、解码功能，本电路采用集成电路实现。

8、设计射频接口电路，本发明采用分立功放三极管和无源阻抗匹配电路实现电路功能。通过本发明公开的测试电路，可以提高测试效率，节约测试成本，使得芯片测试在WAFER级能够过滤掉芯片次品，节省后续封装工序成本，降低次品进入市场流通的风险。

Claims

1、一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，其特征包括数字测试机PATTERN(1)、主控MCU(2)、射频信号处理电路(3)、射频接口(4)、通道控制电路(5)；所述的数字测试机PATTERN(1)向主控MCU(2)发送控制PATTERN，主控MCU(2)解析控制PATTERN，根据PATTERN指示与射频信号处理电路(3)通信，射频信号处理电路(3)根据主控MCU(2)指示产生相应的数据编码，然后将编码信号调制处理，产生两路调试信号，两路调试信号载波相位相差180度，经过射频接口(4)功率放大、阻抗匹配后，通过通道控制电路(5)，被输入到WAFER级芯片的天线端口LA、LB PAD，芯片接受调制信号并返回应答信号，应答信号通过射频接口(4)的阻抗匹配电路后，输入到射频信号处理电路(3)，射频信号处理电路(3)对应答信号解调、解码后输入到主控MCU(2)，主控MCU(2)校验后，将数据返回到数字测试机PATTERN(1)，数字测试机可通过PATTERN比较的方式判断芯片的响应信号是否正确。

2、根据权利要求1所述的一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，其特征是主控MCU、射频信号处理电路、射频接口安置在同一块电路板上。

3、根据权利要求1所述的一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，其特征是主控MCU为高速低功耗RISC CPU，内部监控程序可由PC机通过RS232串口下载，主控MCU与PC机之间有独立的接口电路板。

4、根据权利要求1或5所述的一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，其特征是射频信号处理电路由读卡机具芯片或数字逻辑芯片加射频分立元件的方式组成。

5、根据权利要求1所述一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，其特征是射频接口应包含如下部分：功率放大电路，阻抗匹配电路。射频接口主要功能是对载波信号进行功率放大，当有信号输入时，首先经过功率放大电路(4-1)，放大后的信号经过阻抗匹配电路(4-2)输入到通道控制电路，其中功率放大电路包含两路信号放大，两路电路对称。

6、根据权利要求1或8所述一种非接触卡芯片WAFER级测试电路，其特征是射频接口输出功率可调，输出阻抗可调。